電信網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)IEEE 1588時(shí)間頻率同步的方法

曹海萍，孟永勝，郭文佳

（天津中興軟件有限公司，天津 300300）

1 背 景

1588協(xié)議支持3種同步方式：僅頻率同步、僅時(shí)間同步及時(shí)間頻率同步。其中，Hybrid時(shí)間同步指使用其他物理時(shí)鐘進(jìn)行頻率同步，1588實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步的應(yīng)用。電信網(wǎng)定義了頻率同步，僅時(shí)間同步的Announce報(bào)文及選擇Master的方式，但兩種方式只能單獨(dú)使用，在時(shí)間頻率同步時(shí)有沖突。本文描述一種兼容時(shí)間頻率同步的方法。

根據(jù)G.8265.1協(xié)議，Announce報(bào)文中的ClockClass字段在鎖定等級(jí)為2、4、8、11的時(shí)鐘源時(shí)分別置為80、82、84、86，在多個(gè)頻率源存在時(shí)，根據(jù)等級(jí)選擇一個(gè)最好的。在鎖定上游的時(shí)間源且頻率鎖定時(shí)置為6時(shí)，沒(méi)區(qū)分頻率源是哪個(gè)等級(jí)的時(shí)鐘源，那么下游網(wǎng)元希望利用1588報(bào)文既調(diào)頻又調(diào)相時(shí)，無(wú)法分辨這個(gè)Master的時(shí)鐘等級(jí)是多少，造成該網(wǎng)元不能選擇1588源做為頻率源，只能選擇一個(gè)其他物理時(shí)鐘為頻率源，1588源為時(shí)間源。如果該1588源的頻率等級(jí)很高，則由于該網(wǎng)元對(duì)這個(gè)信息未知導(dǎo)致沒(méi)有選擇最高等級(jí)的[1]。

2 報(bào)文格式說(shuō)明

電信網(wǎng)中時(shí)間頻率同步的方式利用報(bào)文中的字段來(lái)標(biāo)示頻率源和時(shí)間源的等級(jí)，使得收到該報(bào)文的設(shè)備能夠根據(jù)此等級(jí)選擇出時(shí)間和頻率最優(yōu)的源，具體步驟如下。

第1步：GrandMaster網(wǎng)元在所有備選的頻率源中根據(jù)SSM質(zhì)量高低選擇一個(gè)頻率源，即如果該網(wǎng)元有兩個(gè)物理頻率源Ref1，Ref2，質(zhì)量分別為QL1，QL2，其中QL1＜QL2，則GrandMaster選擇Ref1為當(dāng)前的頻率源。

第2步：GrandMaster網(wǎng)元在第1步選源頻率源后，在Announce報(bào)文尾部或reserve字段中增加一個(gè)字段FrequencyClockClass，用于表明該網(wǎng)元的頻率時(shí)鐘等級(jí)QL1。

表1 時(shí)間源等級(jí)設(shè)置規(guī)則

第3步：GrandMaster網(wǎng)元在Annouce報(bào)文中發(fā)送ClockClass，標(biāo)明時(shí)間源等級(jí)。設(shè)置規(guī)則如表1所示。

第4步：下游BC網(wǎng)元接收同步模式配置，同步模式包括頻率同步、時(shí)間同步及時(shí)間頻率同步。

第5步：下游時(shí)間頻率同步模式的BC網(wǎng)元收到Announce報(bào)文后，解析FrequencyClockClass字段和ClockClass字段。

第6步：根據(jù)步驟5的頻率等級(jí)和時(shí)間等級(jí)字段，生成選擇時(shí)鐘源用的時(shí)鐘等級(jí)記為NeClockClass。該NeClockClass更新到本網(wǎng)元維護(hù)的Master的數(shù)據(jù)集parentDS.grandmaster_clockQuality中。該Master就是發(fā)送Annouce報(bào)文的發(fā)送者。

第7步：下游BC網(wǎng)元執(zhí)行1588BMC算法，不論是頻率同步、時(shí)間同步，還是時(shí)間頻率同步，均根據(jù)parentDS.grandmaster_clockQuality的等級(jí)選擇最好的1588Master。如果等級(jí)相同，則按照各源的優(yōu)先級(jí)來(lái)確定最優(yōu)時(shí)鐘，此時(shí)選擇出的1588Master是頻率最優(yōu)且時(shí)間源最優(yōu)的1588源。

第8步：BC網(wǎng)元再向下游發(fā)送Announce報(bào)文時(shí)，報(bào)文中攜帶的grandmasterClockQuality.ClockClass是步驟7選擇出的1588源的Announce報(bào)文中的grandmasterClockQuality.ClockClass以及 FrequencyClockClass。

圖1 時(shí)間頻率源選擇實(shí)例

3 時(shí)間頻率源選擇

結(jié)合時(shí)間頻率源選擇實(shí)例（見(jiàn)圖1）對(duì)技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明。

步驟1：GrandMaster網(wǎng)元有QL=2的頻率源，并選擇這個(gè)源作為網(wǎng)元頻率源，此時(shí)下游發(fā)送Announce報(bào)文中帶FrequencyClockClass字段為84，代表其頻率源的QL=2，ClockClass為6，跟蹤了GPS。

步驟2：BC網(wǎng)元為頻率相位同步網(wǎng)元，并且有3個(gè)1588端口實(shí)例，端口實(shí)例1收到了來(lái)自GrandMaster的Announce報(bào)文，將報(bào)文中的FrequencyClockClass=80和ClockClass=6提取出來(lái)發(fā)到最佳PTP主時(shí)鐘選擇模塊。

步驟3：最佳PTP主時(shí)鐘選擇模塊把FrequencyClockClass=84和ClockClass=6綜合起來(lái)計(jì)算出Ne1ClockClass=2。

步驟4：端口實(shí)例3收到了FrequencyClockClass=90和ClockClass=6的報(bào)文，提取相應(yīng)字段后，發(fā)到最佳PTP主時(shí)鐘選擇模塊。

步驟5：最佳PTP主時(shí)鐘選擇模塊把Frequency ClockClass=84和ClockClass=6綜合起來(lái)計(jì)算出Ne3ClockClass=3。

步驟6：最佳PTP主時(shí)鐘選擇模塊比較各個(gè)端口實(shí)例對(duì)應(yīng)的Ne3ClockClass，選擇出端口實(shí)例1對(duì)應(yīng)的PTP Master為最佳Master，并記錄最佳Master的QL=4。

步驟7：最佳Master可以作為BC網(wǎng)元的系統(tǒng)時(shí)鐘，向下游發(fā)送Announce時(shí)，F(xiàn)requencyClockClass=84，ClockClass=6帶給下游。

4 結(jié) 論

應(yīng)用本文提供的方法，BC Slave實(shí)例不論是通過(guò)PTP協(xié)議進(jìn)行頻率同步、時(shí)間同步，還是時(shí)間頻率同步，都可以選擇到最優(yōu)PTP Master源。